В этой главе вы узнаете, как типовая база данных SQL сохраняет самоорганизованность. Самоорганизованность обеспечивается реляционной базой данных, создаваемой и поддерживаемой с помощью программы. Вы можете обращаться к таблицам самостоятельно для получения информации о привилегиях, таблицах, индексах, и так далее. В этой главе мы покажем вам некоторые типы содержимого такой БД.
Чтобы функционировать как БД SQL, ваша компьютерная система должна следить за многими вещами: таблицами, представлениями, индексами, синонимами, привилегиями, пользователями и т.д. Имеются различные способы делать это, но ясно, что наиболее логичный, эффективный и согласованный способ делать это в реляционной среде состоит в том, чтобы сохранять эту информацию в таблицах. Это даёт возможность компьютеру размещать информацию и управлять ею, используя те же самые процедуры, которые он использует чтобы размещать и управлять данными, которые он хранит для вас.
Хотя это - вопрос конкретной программы, а не стандарта ANSI, большинство БД SQL используют набор SQL-таблиц, хранящих служебную информацию, для своих внутренних потребностей. Этот набор называется в различных публикациях системный каталог, словарь данных или просто системные таблицы (Термин "словарь данных" может также относится к общему архиву данных, включая информацию о физических параметрах БД, - данных, которые хранятся вне SQL. Следовательно, имеются программы баз данных, которые имеют и системный каталог, и словарь данных.)
Таблицы системного каталога напоминают обычные SQL-таблицы: те же строки и столбцы данных. Например, одна таблица каталога обычно содержит информацию о таблицах, существующих в БД, по одной строке на каждую таблицу базы данных; другая содержит информацию о различных столбцах таблиц, по одной строке на столбец, и так далее.
Таблицы каталога создаются и заполняются с помощью самой БД и идентифицируются с помощью специальных имён, таких, например, как SYSTEM.
База данных создает эти таблицы и модифицирует их автоматически; таблицы каталога не могут быть непосредственно подвергнуты действию команды модификации. Если это случится, это значительно запутает всю систему и сделает её неработоспособной. Однако в большинстве систем каталог может быть запрошен пользователем. Это очень полезно, потому что это даёт возможность узнать кое-что о БД, которую вы используете. Конечно, не вся информация всегда доступна всем пользователям. Подобно другим таблицам, доступ к каталогу ограничен для пользователей без соответствующих привилегий. Так как каталог принадлежит самой системе, имеется некоторая неясность относительно того, кто имеет привилегии и кто может предоставить привилегии в этом каталоге. Обычно привилегии каталога предоставляет суперпользователь, например, администратор системы, зарегистрированный как SYSTEM или DBA. Кроме того, некоторые привилегии могут предоставляться пользователям автоматически.
Давайте рассмотрим некоторые таблицы, которые мы могли бы найти в типовом каталоге системы:
Таблицы Содержание ------------- ------------------------------------------- SYSTEMCATALOG Таблицы (базовые и представления) SYSTEMCOLUMNS Столбцы таблицы SYSTEMTABLES Каталог представления в SYSTEMCATALOG SYSTEMINDEXES Индексы в таблице SYSTEMUSERAUTH Пользователи базы данных SYSTEMTABAUTH Объектные привилегии пользователей SYSTEMCOLAUTH Столбцовые привилегии пользователей SYSTEMSYNONS Синонимы таблиц
Теперь, если наш DBA предоставит пользователю Stephen право просматривать SYSTEMCATALOG такой командой
GRANT SELECT ON SYSTEMCATALOG TO Stephen;
то Stephen сможет увидеть некоторую информацию обо всех таблицах в БД (мы имеем здесь пользователя DBA, пользователя Chris - владельца трёх наших типовых таблиц, а также Adrian - владельца представления Londoncust).
SELECT tname, owner, numcolumns, type, CO
FROM SYSTEMCATALOG;
=============== SQL Execution Log ===============
| |
| SELECT tname, owner, numcolumns, type, CO |
| FROM SYSTEMCATALOG; |
| |
| ================================================ |
| tname owner numcolumns type CO |
| ------------- ------- ---------- ---- --- |
| SYSTEMCATALOG SYSTEM 4 B |
| Salespeople Chris 4 B |
| Customers Chris 5 B |
| Londoncust Adrian 5 V Y |
| Orders Chris 5 B |
| |
==================================================
Рисунок 24.1 Содержание таблицы SYSTEMCATALOG
Как видите, каждая строка описывает свою таблицу. Первый столбец - имя; второй - имя пользователя, который владеет ею; третий - число столбцов таблицы; четвертый - код из одного символа: это или B (для базовой таблицы), или V (для представления). Последний столбец имеет пустые (NULL) значения, если его тип не равен V, и этот столбец указывает, определена или нет возможность проверки.
Обратите внимание что SYSTEMCATALOG (СИСТЕМНЫЙ КАТАЛОГ) представлен как одна из таблиц в вышесказанном списке. Для простоты мы исключили остальные каталоги системы из вывода. Таблицы системного каталога обычно показываются в SYSTEMCATALOG.
Поскольку SYSTEMCATALOG это таблица, вы можете использовать её в представлении. Фактически можно считать, что имеется такое представление с именем SYSTEMTABLES.
Это представление SYSTEMCATALOG содержит только те таблицы, которые входят в системный каталог; это обычно таблицы базы данных, типа таблицы Продавцов, которые показаны в SYSTEMCATALOG, но не в SYSTEMTABLES.
Давайте предположим, что только таблицы каталога являются собственностью пользователя SYSTEM. Если вы захотите, вы можете определить другое представление, которое специально исключало бы таблицы каталога из вывода:
CREATE VIEW Datatables
AS SELECT *
FROM SYSTEMCATALOG
WHERE owner < > 'SYSTEM';
РАЗРЕШИТЬ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯМ ВИДЕТЬ (ТОЛЬКО) ИХ СОБСТВЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ
Кроме того, возможно другое использование представлений каталога. Предположим, вам нужно, чтобы каждый пользователь был способен сделать запрос каталога для получения информации только из таблиц, которыми он владеет. Поскольку значение USER в команде SQL постоянно для ID доступа пользователя, выдающего команду, оно может всегда быть использовано, чтобы давать доступ пользователям только к их собственным таблицам.
Вы можете, для начала, создать следующее представление:
CREATE VIEW Owntables
AS SELECT *
FROM SYSTEMCATALOG
WHERE Owner = USER;
Теперь вы можете предоставить всем пользователям доступ к этому представлению:
GRANT SELECT ON Owntables TO PUBLIC;
Каждый пользователь теперь способен выбирать (SELECT) только те строки из SYSTEMCATALOG, владельцем которых он сам является.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ SYSTEMCOLUMNS
Одно небольшое добавление к этому позволит каждому пользователю просматривать таблицу SYSTEMCOLUMNS для столбцов из его собственных таблиц.
Сначала давайте рассмотрим ту часть таблицы SYSTEMCOLUMNS, которая описывает наши типовые таблицы (другими словами, исключим сам каталог):
tname cname datatype cnumber tabowner ----------- ----- -------- ------- -------- Salespeople snum integer 1 Diane Salespeople sname char 2 Diane Salespeople city char 3 Diane Salespeople comm decimal 4 Diane Customers cnum integer 1 Claire Customers cname char 2 Claire Customers city char 3 Claire Customers rating integer 4 Claire Customers snum integer 5 Claire Orders onum integer 1 Diane Orders odate date 2 Diane Orders amt decimal 3 Diane Orders cnum integer 4 Diane Orders snum integer 5 Diane
Как видите, каждая строка этой таблицы показывает столбец таблицы в БД. Все столбцы данной таблицы должны иметь разные имена, так же как каждая таблица должна иметь данного пользователя, и, наконец, все комбинации пользователей, таблиц и имён столбцов должны различаться между собой.
Следовательно, табличные столбцы: tname (имя таблицы), tabowner (владелец таблицы) и cname (имя столбца) вместе составляют первичный ключ этой таблицы. Столбец datatype (тип данных) говорит сам за себя. Столбец cnumber (номер столбца) указывает на местоположение этого столбца внутри таблицы. Для упрощения мы опустили параметры длины столбца, точности и масштаба.
Для справки показана строка из SYSTFMCATALOG, которая ссылается на эту таблицу:
tname owner numcolumns type CO ------------- ------ ----------- ----- --- SYSTEMCOLUMNS System 8 B
Некоторые SQL-реализации будут обеспечивать вас б́ольшим количеством данных, чем показано в этих столбцах, но показанное является основой любых реализаций.
Для иллюстрации процедуры, предложенной в начале этого раздела, имеется способ, позволяющий каждому пользователю видеть информацию SYSTEMCOLUMNS только в принадлежащих ему таблицах:
CREATE VIEW Owncolumns
AS SELECT *
FROM SYSTEMCOLUMNS
WHERE tabowner = USER;
GRANT SELECT ON Owncolumns TO PUBLIC;
Большинство версий SQL, позволяют помещать комментарии (ремарки) в специальные столбцы пояснений таблиц каталогов SYSTEMCATALOG и SYSTEMCOLUMNS, что удобно, так как эти таблицы не всегда могут объяснить свое содержание. Для простоты мы пока исключали этот столбец из наших иллюстраций. Можно использовать команду COMMENT ON со строкой текста, чтобы пояснить любую строку в одной из этих таблиц. Состояние TABLE - для комментирования в SYSTEMCATALOG, а текст COLUMN - для SYSTEMCOLUMNS. Например:
COMMENT ON TABLE Chris.Orders
IS 'Current Customer Orders';
Текст будет помещен в столбец пояснений SYSTEMCATALOG. Обычно максимальная длина таких пояснений - 254 символа.
Сам комментарий указывается для конкретной строки, один с tname=Orders, а другой owner=Chris. Мы увидим этот комментарий в строке таблицы Заказов в SYSTEMCATALOG:
SELECT tname, remarks
FROM SYSTEMCATALOG
WHERE tname = 'Orders'
AND owner = 'Chris';
Вывод для этого запроса показан на Рисунке 24.2.
SYSTEMCOLUMNS работает точно так же. Сначала мы создаём комментарий
COMMENT ON COLUMN Orders.onum
IS 'Order #';
затем выбираем эту строку из SYSTEMCOLUMNS:
SELECT cnumber, datatype, cname, remarks
FROM SYSTEMCOLUMNS
WHERE tname = 'Orders'
AND tabowner = 'Chris'
AND cname = onum;
Вывод для этого запроса показан на Рисунке 24.3.
Чтобы изменить комментарий, вы можете просто ввести новую команду COMMENT ON для той же строки. Новый комментарий будет записан поверх старого. Если вы хотите удалить комментарий, напишите поверх него пустой комментарий:
COMMENT ON COLUMN Orders.onum
IS '';
и этот пустой комментарий затрёт предыдущий.
=============== SQL Execution Log ===============
| |
| SELECT tname, remarks |
| FROM SYSTEMCATALOG |
| WHERE tname = 'Orders' |
| AND owner = 'Chris' |
| ; |
| ================================================ |
| tname remarks |
| ------------- ----------------------- |
| Orders Current Customers Orders |
| |
==================================================
Рисунок 24.2 Комментарий в SYSTEMCATALOG
=============== SQL Execution Log ===============
| |
| SELECT cnumber, datatype, cname, remarks |
| FROM SYSTEMCOLUMNS |
| WHERE tname = 'Orders' |
| AND tabowner = 'Chris' |
| AND cname = 'onum' |
| ; |
| ================================================ |
| cnumber datatype cname remarks |
| ---------- --------- ------ ------------ |
| 1 integer onum Orders # |
| |
==================================================
Рисунок 24.3 Комментарий в SYSTEMCOLUMNS
Здесь показаны определения остальных ваших системных таблиц с типовым запросом для каждого:
Имена столбцов в таблице SYSTEMINDEXES и их описания:
СТОЛБЕЦ ОПИСАНИЕ ------------- ----------------------------------------------- iname Имя индекса (используемое для его исключения) iowner Имя пользователя, создавшего индекс tname Имя таблицы, которая содержит индекс cnumber Номер столбца в таблице tabowner Пользователь, который владеет таблицей, содержащей индекс numcolumns Число столбцов в индексе cposition Позиция текущего столбца среди набора индексов isunique Уникален ли индекс (Y или N)
ТИПОВОЙ ЗАПРОС Индекс считается неуникальным, если он вызывает продавца в snum-столбце таблицы Заказчиков:
SELECT iname, iowner, tname, cnumber, isunique FROM SYSTEMINDEXES WHERE iname = 'salesperson';
Вывод для этого запроса показан на Рисунке 24.4.
=============== SQL Execution Log ================
| |
| SELECT iname, iowner, tname, cnumber, isunique |
| FROM SYSTEMINDEXES |
| WHERE iname = 'salespeople' |
| ; |
| ================================================= |
| iname iowner tname cnumber isunique |
| ----------- ------ ---------- ------- -------- |
| salesperson Stephan Customers 5 N |
| |
===================================================
Рисунок 24.4 Строка из таблицы SYSTEMINDEXES
Имена столбцов для SYSTEMUSERAUTH и их описания:
СТОЛБЕЦ ОПИСАНИЕ -------------- ----------------------------------------------- username Идентификатор (ID) доступа пользователя password Пароль пользователя, вводимый при регистрации resource Где пользователь имеет права RESOURCE dba Где пользователь имеет права DBA
Мы будем использовать простую схему системных привилегий из Главы 22, где были представлены три системные привилегии: CONNECT (ПОДКЛЮЧИТЬ), RESOURCE (РЕСУРСЫ) и DBA.
Все пользователи получают CONNECT по умолчанию при регистрации, поэтому она не описана в таблице выше. Возможные состояния столбцов resource и dba: Y (Да, пользователь имеет привилегии) или No (Нет, пользователь не имеет привилегий).
Пароли (password) доступны только высокопривилегированным пользователям, если таковые существуют. Следовательно, запрос этой таблицы можно вообще делать только для получения информации относительно привилегий системы и пользователей.
ТИПОВОЙ ЗАПРОС Чтобы найти всех пользователей, которые имеют привилегию RESOURCE, и увидеть, какие из них - DBA, вы можете ввести следующее условие:
SELECT username, dba
FROM SYSTEMUSERAUTH
WHERE resource = 'Y';
Вывод для этого запроса показан на Рисунке 24.5.
Здесь показаны имена столбцов в таблице SYSTEMTABAUTH и их описания:
СТОЛБЕЦ ОПИСАНИЕ ------------ --------------------------------------------- username Пользователь, который имеет привилегии grantor Пользователь, который передает привилегии по имени пользователя tname Имя таблицы, в которой существуют привилегии owner Владелец tname selauth Имеет ли пользователь привилегию SELECT insauth Имеет ли пользователь привилегию INSERT delauth Имеет ли пользователь привилегию DELETE
Возможные значения каждой из перечисленных привилегий объекта (имена столбцов которых оканчиваются на auth): Y, N и G.
G указывает, что пользователь имеет привилегию с возможностью передачи привилегий. В каждой строке по крайней мере один из этих столбцов должен иметь состояние, отличное от N (другими словами, иметь хоть какую-то привилегию).
=============== SQL Execution Log ================ | | | SELECT username, dba | | FROM SYSTEMUSERAUTH | | WHERE resource = 'Y' | | ; | | ================================================= | | username dba | | ----------- ------ | | Diane N | | Adrian Y | | | =================================================== Рисунок 24.5 Пользователи, имеющие привилегию RESOURCE
Первые четыре столбца этой таблицы составляют первичный ключ. Это означает что каждая комбинация из tname, владелец-пользователь (не забудьте, что две различные таблицы с различными владельцами могут иметь одно и тоже имя), пользователь и пользователь, передающий права (грантор), должна быть уникальной. Каждая строка этой таблицы содержит все привилегии (которые не являются определённым столбцом), предоставляемые одним определённым пользователем другому определённому пользователю в конкретном объекте.
UPDATE и REFERENCES, являются привилегиями, которые могут быть определёнными столбцами и находиться в различных таблицах каталога. Если пользователь получает привилегии в таблице от более чем одного пользователя, такие привилегии могут быть отдельными строками, созданными в этой таблице. Это необходимо для каскадного отслеживания при вызове привилегий.
ТИПОВОЙ ЗАПРОС Чтобы найти все привилегии SELECT, INSERT и DELETE, которые Adrian предоставляет пользователям в таблице Заказчиков, вы можете ввести следующее (вывод показан на Рисунке 24.6):
SELECT username, selauth, insauth, delauth
FROM SYSTEMTABAUTH
WHERE grantor = 'Adrian'
ANDtname = 'Customers';
=============== SQL Execution Log ================
| |
| SELECT username, selauth, insauth, delauth |
| FROM SYSTEMTABAUTH |
| WHERE grantor = 'Adrian' |
| AND tname = 'Customers' |
| ; |
| ================================================= |
| username selauth insauth delauth |
| ----------- ------- -------- -------- |
| Claire G Y N |
| Norman Y Y Y |
| |
===================================================
Рисунок 24.6 Пользователи, получившие привилегии от Adrian
Выше показано, что Adrian предоставил Claire привилегии INSERT и SELECT в таблице Заказчиков, позднее предоставив ей права на передачу привилегий. Пользователю Norman он предоставил привилегии SELECT, INSERT и DELETE, но не дал возможность передачи ни одной из них. Если Claire имела привилегию DELETE в таблице Заказчиков от какого-то другого источника, в этом запросе это показано не будет.
СТОЛБЕЦ ОПИСАНИЕ ------------- ------------------------------------------- username Пользователь, который имеет привилегии grantor Пользователь, который предоставляет привилегии другому пользователю tname Имя таблицы, в которой существуют привилегии cname Имя столбца, в котором существуют привилегии owner Владелец tname updauth Имеет ли пользователь привилегию UPDATE в этом столбце refauth Имеет ли пользователь привилегию REFERENCES в этом столбце
Столбцы updauth и refauth могут быть в состоянии Y, N или G, но не могут быть одновременно в состоянии N в одной и той же строке. Это первые пять столбцов таблицы, которые не составляют первичный ключ. Он отличается от первичного ключа SYSTEMTABAUTH, в котором содержится поле cname, указывающее на определенный столбец обсуждаемой таблицы, для которой применяются одна или обе привилегии. Отдельная строка в этой таблице может существовать для каждого столбца в любой данной таблице, в которой одному пользователю передаются привилегии определенного столбца с помощью другого пользователя.
Как и в случае с SYSTEMTABAUTH, та же привилегия может быть описана в более чем одной строке этой таблицы, если она была передана более чем одним пользователем.
ТИПОВОЙ ЗАПРОС Чтобы выяснить, в каких столбцах какой таблицы вы имеете привилегию REFERENCES, вы можете ввести следующий запрос (вывод показан на Рисунке 24.7):
SELECT owner, tname, cname
FROM SYSTEMCOLAUTH
WHERE refauth IN ('Y', 'G')
AND username = USE
ORDER BY 1, 2;
который показывает, что эти две таблицы, имеющие различных владельцев, но одинаковые имена, в действительности - совершенно разные таблицы (т.е. это не два синонима для одной таблицы).
=============== SQL Execution Log ================
| |
| SELECT OWNER, TNAME, CNAME |
| FROM SYSTEMCOLAUTH |
| WHERE refaulth IN ('Y' , 'G' ) |
| AND username = USER |
| ORDER BY 1, 2 |
| ; |
| ================================================= |
| owner tname cname |
| ----------- ----------- ------- |
| Diane Customers cnum |
| Diane Salespeople sname |
| Diane Salespeople sname |
| Gillan Customers cnum |
===================================================
Рисунок 24.7 Столбцы, в которых пользователь имеет привилегию INSERT
Это имена столбцов в таблице SYSTEMSYNONS и их описания:
СТОЛБЕЦ ОПИСАНИЕ ------------- -------------------------------------------- synonym Имя синонима synowner Пользователь, который является владельцем синонима (может быть PUBLIC (ОБЩИЙ)) tname Имя таблицы, используемой владельцем tabowner Имя пользователя, который является владельцем таблицы
ТИПОВОЙ ЗАПРОС Предположим, что Adrian имеет синоним Clients для таблицы Заказчиков, принадлежащей Diane, и что имеется общий синоним Customers для этой же таблицы. Вы делаете запрос таблицы для всех синонимов в таблице Заказчиков (вывод показан на Рисунке 24.8):
SELECT * FROM SYSTEMSYNONS WHERE tname = 'Customers' =============== SQL Execution Log ================ | | | SELECT * | | FROM SYSTEMSYNONS | | WHERE tname = 'Customers' | | ; | | ================================================= | | synonym synowner tname tabowner | | ----------- ----------- ---------- ---------- | | Clients Adrian Customers Diane | | Customers PUBLIC Customers Diane | | | =================================================== Рисунок 24.8 Синонимы для таблицы Заказчиков
Конечно, вы можете выполнять более сложные запросы в системном каталоге.
Объединения, например, могут быть очень удобны.
Эта команда позволит вам увидеть столбцы таблиц и базовые индексы, установленные для каждого
(вывод показан на Рисунке 24.9):
SELECT a.tname, a.cname, iname, cposition FROM SYSTEMCOLUMNS a, SYSTEMINDEXES b WHERE a.tabowner = b. tabowner AND a.tname = b.tname AND a.cnumber = b.cnumber ORDER BY 3 DESC, 2;
Она показывает два индекса: один - для таблицы Заказчиков и один - для таблицы Продавцов. Последний из них это одностолбцовый индекс с именем salesno в поле snum; он был помещён первым из-за сортировки по убыванию (в обратном алфавитном порядке) в столбце iname. Другой индекс, custsale, используется продавцами, чтобы отыскивать своих заказчиков. Он основывается на комбинации полей snum и cnum внутри таблицы Заказчиков с полем snum, приходящим в индексе первым, как это и показано с помощью поля cposition.
=============== SQL Execution Log ================ | | | SELECT a.tname, a.cname, iname, cposition | | FROM SYSTEMCOLUMNS a, SYSTEMINDEXES b | | WHERE a.tabowner = b.tabowner | | AND a.tname = b.tname | | AND a.cnumber = b.cnumber | | ORDER BY 3 DESC, 2; | | | | ================================================= | | tname cname iname cposition | | ----------- ------- -------- ------------ | | Salespeople sname salesno 1 | | Customers cnum custsale 2 | | Customers snum custsale 1 | | | =================================================== Рисунок 24.9 Столбцы и их индексы
Подзапросы также могут быть использованы. Имеется способ увидеть данные столбца только для столбцов из таблиц каталога:
SELECT *
FROM SYSTEMCOLUMNS
WHERE tname IN
(SELECT tname
FROM SYSTEMCATALOG);
Для упрощения мы не будем показывать вывод этой команды, которая состоит из одного входа для каждого столбца каждой таблицы каталога. Вы могли бы поместить этот запрос в представление, назвав его, например, SYSTEMTABCOLS, для представления SYSTEMTABLES.
Итак, система SQL использует набор таблиц, называемый системным каталогом, в структуре базы данных. Эти таблицы могут запрашиваться, но не модифицироваться. Кроме того, вы можете добавлять комментарии столбцов в (и удалять их из) таблицы SYSTEMCATALOG и SYSTEMCOLUMNS.
Создание представлений в этих таблицах - превосходный способ точно определить, какая пользовательская информация может быть доступной.
Теперь, когда вы узнали о каталоге, вы завершили ваше обучение SQL в диалоговом режиме. Следующая глава этой книги расскажет вам, как SQL используется в программах, которые написаны на других языках, но которые способны извлечь пользу из возможностей SQL, взаимодействуя с его таблицами баз данных.
1. Сделайте запрос каталога, чтобы вывести для каждой таблицы, имеющей более чем четыре столбца, имя таблицы, имя владельца, а также имена столбцов и тип данных этих столбцов. 2. Сделайте запрос каталога, чтобы выяснить, сколько синонимов существует для каждой таблицы в базе данных. Не забудьте, что один и тот же синоним, принадлежащий двум различным пользователям - это фактически два разных синонима. 3. Выясните, сколько таблиц имеют индексы в более чем пятидесяти процентах их столбцов. (См. ответы в Приложении A.)